키토산 기반 초발수성 코팅의 장점

자연 유래 다당류인 키토산은 필름 형성 능력과 수정 용이성으로 주목받고 있습니다. 합성 플루오르화 화합물에 의존하는 전통적인 PFAS 기반 코팅과 달리, 키토산 코팅은 생분해 가능하고 무독성이며 환경 친화적입니다. 용매 없는 증착 방법을 통해 이 고급 코팅은 직물에 초발수성을 부여하여 섬유 처리에 대한 친환경적인 대안을 제공합니다.

PFAS-free 키토산 코팅의 주요 이점은 다음과 같습니다:

환경 안전성: 유해한 플루오르화 화학물질이 없어 생태적 영향을 줄입니다.

생분해성: 지속적인 오염 물질을 방출하지 않고 자연적으로 분해됩니다.

피부 호환성: 생체 적합성 테스트를 통해 확인된 바와 같이 인체 접촉에 안전합니다.

향상된 내구성: 여러 세탁 사이클 후에도 소수성 특성을 유지합니다.

성능 및 소수성 특성

소수성은 아웃도어 의류, 보호 장비 및 산업용 섬유 응용 분야에서 매우 중요합니다. 접촉각 분석 및 드롭 충격 테스트는 키토산 코팅이 초발수성을 달성했음을 확인하며, 전진 접촉각 (θA)은 151°이고 후퇴 접촉각 (θR)은 136°입니다. 이 방수 효과는 키토산의 화학 구조와 나노 및 마이크로 규모의 표면 거칠기가 결합된 결과로, 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 분석되었습니다.

내구성 및 세탁 저항성

발수 코팅의 주요 도전 과제 중 하나는 실제 환경에서의 내구성입니다. PFAS가 없는 키토산 코팅은 특히 산성 조건에서 놀라운 안정성을 보여줍니다. 수분 발산성은 여덟 번의 세탁 사이클 후에도 유지되어 환경 스트레스 요인에 대한 저항력을 입증합니다. 열중량 분석과 적외선 분광법(TGA-IR)을 통해 코팅의 열 분해를 추가로 평가하며, 분해 시 유해 화합물이 방출되지 않음을 확인합니다.

인체 피부에 대한 생체 적합성 및 안전성

키토산 코팅의 중요한 장점은 생체 적합성으로, 피부와 직접 접촉해도 안전하다는 것입니다. 인간 각질세포(HaCaT 세포주)와 섬유아세포(HFF-1 세포주)에 대한 세포독성 테스트 결과, 코팅이 부작용을 일으키지 않음을 나타내어 의류, 의료 섬유 및 보호 직물에 적용하기에 적합함을 보장합니다. 이것은 장기간 노출로 인해 건강 위험을 초래할 수 있는 기존 PFAS 기반 치료법과 차별화됩니다.

미래의 응용 프로그램 및 산업적 함의

PFAS-free 초발수 코팅의 개발은 다양한 산업에 새로운 가능성을 열어줍니다:

아웃도어 및 스포츠웨어: 재킷, 신발 및 텐트를 위한 지속 가능한 발수 섬유.

의료 섬유: 항균 특성과 습기 저항성을 갖춘 보호 직물.

산업 및 자동차 용도: 장비, 실내 장식 및 작업복을 위한 방수 코팅.

PFAS가 포함된 제품을 단계적으로 폐지하라는 규제 압력이 증가함에 따라, 산업계는 혁신적인 대안을 수용해야 합니다. 키토산 기반의 소수성 코팅은 지속 가능한 소재 과학에서의 혁신을 나타내며, 섬유 처리에 효과적이고 친환경적이며 안전한 솔루션을 제공합니다.

PFAS가 없는 초소수성 키토산 코팅은 섬유 기술의 혁신적인 발전입니다. 키토산의 자연적인 특성을 활용하여, 이 혁신적인 코팅은 환경을 해치지 않으면서 뛰어난 발수성, 내구성 및 생체 적합성을 제공합니다. PFAS에 대한 규제가 강화됨에 따라, 고성능 및 환경 친화적인 솔루션을 목표로 하는 산업에서는 키토산 코팅과 같은 지속 가능한 대안을 채택하는 것이 필수적입니다. 이 혁신은 방수 직물 기술의 더 푸른 미래를 위한 길을 열어줍니다.

출처:

◆참고문헌: ScienceDirect

◆ScienceDirect: https://pse.is/74hjzx